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　　为什么需要异步，异步对可能起阻止作用的活动（例如，应用程序访问 Web 时）至关重要。 对 Web 资源的访问有时很慢或会延迟。 如果此类活动在同步过程中受阻，则整个应用程序必须等待。 在异步过程中，应用程序可继续执行不依赖 Web 资源的其他工作，直至潜在阻止任务完成。

　　本节将一步一步带领大家理解async和await。

　　期间会有

　　Hello World，原理介绍，异步会提高程序的运行速度吗，async和await，MVC中的异步Action，以及线程中常涉及到的线程安全和信号量，以及微软提供的异步API

　　推荐先看后顶，学的更快！

Hello World

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static void Main(string[] args)

{

    new Thread(Test) { IsBackground = false }.Start();      //.Net 在1.0的时候，就已经提供最基本的API.

    ThreadPool.QueueUserWorkItem(o => Test());              //线程池中取空闲线程执行委托（方法）

    Task.Run((Action)Test);                                 //.Net 4.0以上可用

    Console.WriteLine("Main Thread");

    Console.ReadLine();

}

static void Test()

{

    Thread.Sleep(1000);

    Console.WriteLine("Hello World");

}

　　

原理

　　其实不管是Task，ThreadPool，本质最终都是Thread。只不过微软帮我们在简化线程控制的复杂度。

　　线程池是CLR中事先定义好的一些线程。Task取的线程池，只不过在语法上，可以非常方便取返回值。

异步会提高程序的运行速度吗

　　多线程会提高程序的效率，不会提高运行速度。

　　这就好比这一个任务让前台花1个小时。前台完成10分钟的时候

　　打电话给经理，让他安排一个人来干30分钟（new Thread()），他干剩下的20分钟。（创建线程，需要时间，内存资源）

　　或者从旁边空闲的同事中（ThreadPool 或 Task），拉一个人过来干30分钟。他干剩下的20分钟。（需要的时间少，资源本来就存在）

　　从上看出，异步会让一份任务时间变长。资源消耗更多。但是可以让前台（UI线程）空闲下来，听从领导(用户)指挥。

async和await只是一个标记

　　首先看个Demo，

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static void Main(string[] args)

{

    Task.Run(() =>                                          //异步开始执行

    {

        Thread.Sleep(1000);                                 //异步执行一些任务

        Console.WriteLine("Hello World");                   //异步执行完成标记

    });

    Thread.Sleep(1100);                                     //主线程在执行一些任务

    Console.WriteLine("Main Thread");                       //主线程完成标记

    Console.ReadLine();

}

　　发现执行结果是：

　　这个很正常。但是我们希望先执行主线程完成标记，不改动主线程和Task的任务情况下，如何处理？

使用await和async

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static void Main(string[] args)

{

    Say();　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//由于Main不能使用async标记

    Console.ReadLine();

}

private async static void Say()

{

    var t = TestAsync();

    Thread.Sleep(1100);                                     //主线程在执行一些任务

    Console.WriteLine("Main Thread");                       //主线程完成标记

    Console.WriteLine(await t);                             //await 主线程等待取异步返回结果

}

static async Task<string> TestAsync()

{

    return await Task.Run(() =>

    {

        Thread.Sleep(1000);                                 //异步执行一些任务

        return "Hello World";                               //异步执行完成标记

    });

}

　　1.凡是使用await关键字的方法，都必须打上async标记。

　　2.async表示方法内有异步方法，调用async方法，会立刻另起线程执行。

　　3.await只是显示等待线程结束。await表示等待异步方法执行完，并取返回值。

MVC中的异步Action

　　既然多线程不能提高运行速度，而且每次请求Asp.net程序都是发起一个新的线程，为什么还要用多线程让其“降速”？

　　为了提高网站的吞吐量。

　　在MVC中，如果采用异步Action，则会像下面情况执行。

　　1.请求到达IIS，IIS应用程序池分配一个worker线程用来响应请求。

　　2.worker线程，执行异步操作，调用CLR线程池线程处理。

　　3.释放worker线程，响应其他请求。

　　4.异步操作执行完，w3wp(应用程序池进程)再次分配一个worker线程继续响应。

　　上述使用场景中，会获取两次worker 线程，这两次获取的线程可能相同，也可能会不同。如果有比较耗时的任务，非常建议把同步请求转换为异步。

线程安全和信号量

　　先举个线程不安全的例子。

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static void Main(string[] args)

{

    Task.Run((Action)Test);

    Task.Run((Action)Test);

    Console.ReadLine();

}

private static void Test()

{

    if (!IsComplete)

    {

        //todo other

        Thread.Sleep(500);

        Console.WriteLine("执行完成");

        IsComplete = true;

    }

}

public static bool IsComplete { get; set; }

　　上面的执行结果，这就是线程不安全。（多线程访问同一段代码 产生不确定结果。）

　　

如何解决，涉及到线程锁的概念。线程锁会让多线程访问的时候，一次只允许一个线程进入。

线程锁例子

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private static readonly object lockObj = new object();

        public static bool IsComplete { get; set; }

        static void Main(string[] args)

        {

            Task.Run((Action)Test);

            Task.Run((Action)Test);

            Console.ReadLine();

        }

        private static void Test()

        {

            lock (lockObj)                              //锁住的必须是引用类型。由于在静态方法中，则锁住静态引用类型。

            {

                if (!IsComplete)

                {

                    //todo other

                    Thread.Sleep(500);

                    Console.WriteLine("执行完成");

                    IsComplete = true;

                }

            }

        }

　　

信号量

　　线程锁的技术使一块代码只能一个线程进入。信号量的存在，则是让同一块代码指定多个线程进入。

信号量（SemaphoreSlim）例子

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static readonly SemaphoreSlim slim = new SemaphoreSlim(2);

        static void Main(string[] args)

        {

            for (int i = 0; i < 5; i++)

            {

                ThreadPool.QueueUserWorkItem(Test, i);

            }

            Console.ReadLine();

        }

        private async static void Test(object i)

        {

            Console.WriteLine("准备执行" + i);

            await slim.WaitAsync();

            Console.WriteLine("开始执行" + i);

            //todo other

            await Task.Delay(1000);

            Console.WriteLine("执行结束" + i);

            slim.Release();

        }

上面执行结果

从 .NET Framework 4.5 和 Windows 运行时中列出的 API 包含支持异步编程的方法。

应用程序区域

包含异步方法的受支持的 API

Web 访问

HttpClient，SyndicationClient

使用文件

StorageFile、StreamWriter、StreamReader、XmlReader

使用图像

MediaCapture、BitmapEncoder、BitmapDecoder

WCF 编程

同步和异步操作

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